Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Циклічний аденозинмонофосфат (цАМФ, циклічний АМФ, 5'-3'-циклічний аденозинмоносфосфат) — універсальний , що забезпечує підсилення клітинних сигналів, продукт циклізації АТФ під впливом ферменту аденілатциклази. Циклічний АМФ переважно діє шляхом активації серин/треонінової (цАМФ-залежної протеїнкінази, ПКА). Виконує сигнальну функцію у всіх основних груп організмів: еукаріот, еубактерій та архей..
| Циклічний аденозинмонофосфат | |
|---|---|
 |  |
| Ідентифікатори | |
| Номер CAS | 60-92-4 |
| PubChem | 6076 |
| Номер EINECS | 200-492-9 |
| DrugBank | DB02527 |
| KEGG | C00575 |
| Назва MeSH | Cyclic+AMP |
| ChEBI | 17489 |
| SMILES | c1nc(c2c(n1)n(cn2)[C@H]3[C@@H]([C@H]4[C@H](O3)COP(=O)(O4)O)O)N |
| InChI | 1/C10H12N5O6P/c11-8-5-9(13-2-12-8)15(3-14-5)10-6(16)7-4(20-10)1-19-22(17,18)21-7/h2-4,6-7,10,16H,1H2,(H,17,18)(H2,11,12,13)/t4-,6-,7-,10-/m1/s1 |
| Номер Бельштейна | 52645 |
| Властивості | |
| Молекулярна формула | C10H12N5O6P |
| Молярна маса | 329,206 г/моль |
| Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа) | |
| Примітки картки | |
Історія
Циклічний АМФ був відкритий групою Ерла Сазерленда 1957 року під час дослідження впливу адреналіну на глікогеноліз у печінці собаки, і став першою відомою речовиною із функціями вторинного посередника. 1971 року Сазерленд отримав Нобелівську премію «за відкриття пов'язані із механізмом дії гормонів». Виявлення цАМФ було частково наслідком щасливого випадку. У той час більшість експериментів із гормонами ссавців проводились на печінці пацюків. Під час розвитку цих тварин (на 6—60 день) знижується рівень та зростає рівень , внаслідок чого в дорослих пацюків вторинним посередником у регуляції глікогенолізу виступає тільки кальцій, а не цАМФ.
Сазерленд встановив, що активація глікогенолізу відбувається в два етапи, на першому з них продукується термостабільний фактор, що може підлягати діалізу. Разом із АТФ він здатний викликати активацію глікогенфосфорилази. Дослідження спектру поглинання фактора в УФ ділянці, його реакції з та визначення загальної кількості фосфатів дозволило встановити, що він складається з рибози, аденіну та залишку фосфорної кислоти у співвідношенні 1:1:1. Дослідники також виявили, що активність речовини різко падає після інкубування із екстрактами собачої печінки, мозку або серця.
Метаболізм
За нормальних умов концентрація цАМФ в цитозолі мізерна — близько 10−7 моль/л, проте у відповідь на зовнішньоклітинний сигнал вона може зрости більше як в 20 разів впродовж секунд, хоча зазвичай для максимального фізіологічного ефекту достатньо зростання в 2—3 рази.
Утворення цАМФ каталізує мембранний фермент аденілатциклаза, субстратом для якого є АТФ:
- АТФ → 5'-3'-цАМФ + ФФн;
У ссавців існує як мінімум вісім ізоформ аденілатциклази, більшість з яких регулюється як G-білками (стимулюючі (Gs) активують їх, інгібуючі (Gi) — пригнічують) так і кальцієм.
Розщеплює цАМФ циклічних нуклеотидів — конститутивно активний фермент:
- 5'-3'-цАМФ → АМФ.
Функції
Циклічний аденозиномонофосфат найбільш відомий тією функцію, у зв'язку з вивченням якої його і відкрили, тобто як внутрішньоклітинний сигнал до розщеплення глікогену в печінці. Проте його роль в організмі ссавців цим не обмежується, цАМФ необхідний для реалізації дії багатьох гідрофільних гормонів, нейромедіаторів та інших первинних посередників, для функціонування сенсорних систем, зокрема нюхової, тощо.
Поширений також в інших еукароітичних організмів. Наприклад, є свідчення про те, що в рослин цАМФ регулює іонні канали. Відкривання у листках Vicia faba залежить від активності протеїнкінази А, яка у свою чергу регулюється цАМФ. В багатьох простих еукаріот роль цАМФ пов'язана із відповіддю на голодування. Наприклад, він є сигналом росту в дріжджів: у випадку наявності достатньої кількості поживи в середовищі активують аденілатциклазу, внаслідок чого утворюється цАМФ, що стимулює клітини до поділу. В умовах нестачі їжі концентрація цАМФ падає і клітини дріжджів переходять до мейозу і утворення спор. Амебоподібні організми Dictyostelium discoideum за несприятливих умов виділяють у середовище цАМФ, що є для них для сигналом для агрегації і утворення плодового тіла.
Циклічний АМФ також присутній у прокаріот, як еубактерій так і архей, його функції різняться, проте також найчастіше мають стосунок до відповіді на наявність чи відсутність енергетичних субстратів в середовищі: наприклад в кишкової палички цАМФ синтезується при нестачі глюкози в середовищі, і стимулює експресію ферментів необхідних, для утилізації інших органічних речовин.
Реакції опосередковані протеїнкіназою А
Стимуляція глікогенолізу
Гормон адреналін відповідає за реакцію організму (англ. fight or flight), частиною якої є швидке збільшення рівня глюкози в крові внаслідок розщеплення глікогену клітинами печінки. Також адреналін запускає глікогеноліз у скелетних м'язах, проте у цьому випадку глюкоза не виділяється у кров, а використовується для отримання АТФ. На поверхні гепатоцитів і м'язових волокон адреналін зв'язується із β-адренорецепторами спряженими із тримерним Gs-білком. Внаслідок цього відбувається активація спочатку рецептора, а потім і G-білка, після чого α-субодиниця останнього стимулює фермент аденілатциклазу. Аденілатциклаза каталізує перетворення АТФ у цАМФ, а цей вторинний посередник далі активує протеїнкіназу А. ПКА — тетрамерний фермент, що забезпечує фосфорилювання білків по залишках серину та треоніну, він складається із двох каталітичних (C) та двох регуляторних (R) субодиниць. Останні мають у своєму складі так звану «псевдосусбстратну» послідовність амінокислот (Арг-Арг-Глі-Ала-Іле), тобто схожу до тієї, по якій каталітичні субодиниці здійснюють фосфорилювання (Арг-Арг-Глі-Сер-Іле). Псевдосубстратна послідовність закриває активні центри C субодиниць, внаслідок чого фермент перебуває в інкативованому стані. R субодиниці також мають сайти для зв'язування цАМФ, після приєднання цієї молекули вони змінюють свою конформацію і звільняють активні центри від псевдосубстрату. Активовані каталітичні субодиниці тепер можуть каталізувати фосфорилювання білка , який у свою чергу приєднує фосфатний залишок до малоактивної гілкогенфосфорилази b, внаслідок чого та перетворюється в a форму та інтенсивно здійснює розщеплення глікогену з утворенням .
Впродовж майже всього каскаду реакцій відбувається постійне підсилення (ампліфікація) сигналу. Якщо вважати, що було активовано x рецепторів, то кількість молекул цАМФ становитиме 20x, кількість активованих молекул ПКА — 10x (для активації потрібно 2 цАМФ), кінази фосфорилази — 100x, глікогенфосфорилази — 1000x, а глюкози — 10 000x. Таким чином проходить підсилення сигналу у 10 тис. раз і така невелика концентрація адреналіну в крові як 10−10 моль/л, може викликати значне зростання рівня глюкози.
Інші функції, опосередковані ПКА
Циклічним АМФ як вторинним посередником «користується» не тільки адреналін, а й багато інших біологічно активних речовин. Зокрема за його посередництва через Gs-білки діють: вазопресин, глюкагон, хоріонічний гонадотропін, дофамін (через D1-рецептор), кальцитонін, кортикотропін, лютеїнізуючий гормон, , норадреналін (через ), тиреотропний, фолікулстимулюючий. Зменшення кількості цАМФ викликають: , ацетилхолін (через м-холінорецептори), дофамін (через D2-рецептори), норадреналін (через ), опіоїдні пептиди, соматостатин.
Кожен із цих гормонів має свій унікальний вплив, що відрізняється у різних клітин-мішеней. Протеїнкіназа А може фосфорилювати велику кількість різних білків, серед яких глікогенсинтаза, , , гормон-чутлива ліпаза, , , тирозингідроксилаза, гістон H1, , серцевий фосфоламбан, та багато інших.
Фосфорилювання транскрипційних факторів
Фосфорилювання ферментів викликає швидкі відповіді, що тривають впродовж секунд (такі як вивільнення глюкози в кров), проте сигналювання за участі цАМФ може мати і довготривалі ефекти, у випадку коли ця молекула впливає на експресію генів. Одними із субстратів ПКА є фактори транскрипції, зокрема CREB (англ. cAMP responce element binging protein). У фосфорильованому стані він може взаємодіяти із коактиваторами CREBBP (англ. CREB binding protien) та p300 і у формі димера приєднуватись до дев'ятинуклеотидної паліндромної послідовністі (англ. cAMP responce element) в ділянці промотора деяких генів та активувати їх експресію. Приклад такої регуляції — активація синтезу мРНК β2-адренергічних рецепторів під впливом катехоламінів, стимуляція синтезу соматостатину.
Адаптерні білки
Специфічність відповіді клітин різного типу на збільшення концентрації цАМФ частково забезпечується спеціальними адаптерними білками (англ. A kinase adaptor proteins), одним кінцем вони кріпляться до регуляторної субодиниці протеїнкінази А, а іншим, до якогось іншого субстрату — мікротрубочок, актинових філаментів, іонних каналів, білків мітохондрій, ядра тощо. Таким чином відбувається локалізація сигналу. Існує багато видів AKAP і вони по-різному експресуються в різних типах клітин, тому в одних клітинах цАМФ може стимулювати фосфолиювання цитоскелетних білків, а в іншій — білків мітохондрій тощо. Окрім того AKAP часто сполучають ПКА із аденілатциклазою або/і фосфодіестеразою, таким чином забезпечується не тільки локалізованість сигналу, а і його обмеженість у часі.
Сигнали цАМФ, не пов'язані із ПКА
Хоча основним ефектом цАМФ є активація протеїнкінази А, він деколи може діяти і без посередництва цього ферменту. Наприклад у ссавців існують , що відкриваються під впливом цього вторинного посередника. Відкриття каналів супроводжується заходженням в клітини іонів Na+ та деполяризацією мембрани, отже виникненням потенціалу дії. цАМФ у цьому випадку синтезується аденілатциклазою, яку активує α-субодиниця Golf-білка.
Також цАМФ може впливати на активність мономерної ГТФ-ази , що задіяна в таких процесах як активація тромбоцитів, проліферація та диференціація клітин та морфогенез. Вплив цАМФ здійснюється через фактор обміну гуанілових нуклеотидів Epac (англ. exchange protein directly activated by cAMP). Найбільш вираженим впливом Rap1 є збільшення рівня клітинної адгезії внаслідок активації .
цАМФ і катаболічна репресія кишкової палички
За умов коли в середовищі проживання кишкової палички є багато глюкози, вона віддає перевагу саме цьому енергетичному субстрату і не виробляє ферментів для утилізації інших органічних речовин, це явище називається . Коли запаси глюкози вичерпуються в клітині починає накопичуватись цАМФ, який приєднується до білка (англ. catabolite activator protein) переводить його в активну форму. CAP взаємодіє із промоторними ділянками багатьох оперонів (зокрема ), збільшує їхню спорідненість до РНК-полімерази, і таким чином стимулює синтез більше ста генів необхідних для катаболізму.
Бактерійні токсини, що впливають на рівень цАМФ
Сигнальні системи клітини, у яких цАМФ є вторинним посередником, навчились використовувати у своїх цілях деякі бактерії. Наприклад збудник холери Vibrio cholerae продукує , що здійснює α-субодиниці Gs-білка у клітинах кишківника. Внаслідок цього вона втрачає здатність гідролізувати ГТФ і переходить у стан перманентного збудження, через що у клітинах постійно активна аденілатциклаза і відбувається синтез великої кількості цАМФ. Підвищена концентрація останнього призводить до виділення у просвіт кишківника води та хлориданіонів, і як наслідок виникнення важкої форми діареї.
, що виділяється паразитом дихальних шляхів Bordetella pertussis, також каталізує АДФ-рибозилювання, але в цьому випадку α-субодиниці Gi-білка, внаслідок цього він не може приєднатись до рецептора і обміняти ГДФ на ГТФ. Тому втрачає здатність пригнічувати аденілатциклазу, що знову ж призводить до постійного збільшення концентрації цАМФ в клітині. В таких умовах клітини дихальних шляхів ушкоджуються і виникає пароксимальний (судомний) кашель.
Вимірювання концентрації цАМФ за допомогою FRET
Використання методу флуоресцентного резонансного переносу енергії (FRET) дозволяє досить точно проводити вимірювання концентрації цАМФ у різних ділянках живої клітини. FRET базується на явищі переносу енергії від одного флуоресцентного барвника (донора) до іншого (акцептора) без випромінювання, відбуватись ця явище може тільки тоді, коли донор та акцептор розташовані дуже близько одне до одного (на відстані 1—50 Å). Для вимірювання концентрації цАМФ використовують клітини, в яких ген C субодиниці ПКА злитий із геном зеленого флуоресцентного білка (GFP), а ген R субодиниці — із геном (RFP). В інактивованому ферменті BFP (донор, збудження при 380 нм, випромінювання при 460 нм) та GFP (акцептор, збудження при 475 нм, випромінювання при 545 нм) знаходяться достатньо близько, щоб між ними відбувся FRET. У ділянках із підвищеним вмістом цАМФ тетрамерний комплекс дисоціює, внаслідок чого сигнал FRET втрачається і спостерігається інтенсивніше випромінювання у ділянці 460 нм. Таким чином, вимірювання співвідношення випромінювання у 460 нм та 545 нм є чутливим методом для визначення концентрації цАМФ. На основі таких вимірювань можна побудувати зображення, на яких інтенсивністю забарвлення відповідає відносній концентрації цАМФ. Також можна спостерігати зміну рівня вторинного посередника в часі.
Джерела
- Gomperts BD, Kramer IM, Tatham PER (2003). Signal Transduction (вид. 1st). Academic Press. ISBN .
- Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P (2007). Molecular Biology of the Cell (вид. 5th). Garland Science. ISBN .
- Kraus G (2003). Biochemistry of Signal Transduction and Regulation (вид. 3rd). Wiley-VCH. ISBN .
- Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L (2007). Biochemistry (вид. 6th). W.H. Freeman and Company. ISBN .
- Nelson D.L., Cox M.M. (2008). Lehninger Principles of Biochemistry 5th Fifth Edition (вид. 5th). W. H. Freeman. ISBN .
- Губський Ю.І. (2007). Біологічна хімія. Київ-Вінниця: Нова книга. с. 656. ISBN .
- Campbell NA, Reece JB (2008). (вид. 8th). Benjamin Cammings. ISBN . Архів оригіналу за 3 березня 2011. Процитовано 5 квітня 2012.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Ciklichnij adenozinmonofosfat cAMF ciklichnij AMF 5 3 ciklichnij adenozinmonosfosfat universalnij sho zabezpechuye pidsilennya klitinnih signaliv produkt ciklizaciyi ATF pid vplivom fermentu adenilatciklazi Ciklichnij AMF perevazhno diye shlyahom aktivaciyi serin treoninovoyi cAMF zalezhnoyi proteyinkinazi PKA Vikonuye signalnu funkciyu u vsih osnovnih grup organizmiv eukariot eubakterij ta arhej Ciklichnij adenozinmonofosfat Identifikatori Nomer CAS 60 92 4PubChem 6076Nomer EINECS 200 492 9DrugBank DB02527KEGG C00575Nazva MeSH Cyclic AMPChEBI 17489SMILES c1nc c2c n1 n cn2 C H 3 C H C H 4 C H O3 COP O O4 O O NInChI 1 C10H12N5O6P c11 8 5 9 13 2 12 8 15 3 14 5 10 6 16 7 4 20 10 1 19 22 17 18 21 7 h2 4 6 7 10 16H 1H2 H 17 18 H2 11 12 13 t4 6 7 10 m1 s1Nomer Belshtejna 52645 Vlastivosti Molekulyarna formula C10H12N5O6P Molyarna masa 329 206 g mol Yaksho ne zaznacheno inshe dani navedeno dlya rechovin u standartnomu stani za 25 C 100 kPa Instrukciya z vikoristannya shablonu Primitki kartkiIstoriyaCiklichnij AMF buv vidkritij grupoyu Erla Sazerlenda 1957 roku pid chas doslidzhennya vplivu adrenalinu na glikogenoliz u pechinci sobaki i stav pershoyu vidomoyu rechovinoyu iz funkciyami vtorinnogo poserednika 1971 roku Sazerlend otrimav Nobelivsku premiyu za vidkrittya pov yazani iz mehanizmom diyi gormoniv Viyavlennya cAMF bulo chastkovo naslidkom shaslivogo vipadku U toj chas bilshist eksperimentiv iz gormonami ssavciv provodilis na pechinci pacyukiv Pid chas rozvitku cih tvarin na 6 60 den znizhuyetsya riven ta zrostaye riven vnaslidok chogo v doroslih pacyukiv vtorinnim poserednikom u regulyaciyi glikogenolizu vistupaye tilki kalcij a ne cAMF Sazerlend vstanoviv sho aktivaciya glikogenolizu vidbuvayetsya v dva etapi na pershomu z nih produkuyetsya termostabilnij faktor sho mozhe pidlyagati dializu Razom iz ATF vin zdatnij viklikati aktivaciyu glikogenfosforilazi Doslidzhennya spektru poglinannya faktora v UF dilyanci jogo reakciyi z ta viznachennya zagalnoyi kilkosti fosfativ dozvolilo vstanoviti sho vin skladayetsya z ribozi adeninu ta zalishku fosfornoyi kisloti u spivvidnoshenni 1 1 1 Doslidniki takozh viyavili sho aktivnist rechovini rizko padaye pislya inkubuvannya iz ekstraktami sobachoyi pechinki mozku abo sercya MetabolizmReakciyi utvorennya ta rozsheplennya cAMF Za normalnih umov koncentraciya cAMF v citozoli mizerna blizko 10 7 mol l prote u vidpovid na zovnishnoklitinnij signal vona mozhe zrosti bilshe yak v 20 raziv vprodovzh sekund hocha zazvichaj dlya maksimalnogo fiziologichnogo efektu dostatno zrostannya v 2 3 razi Utvorennya cAMF katalizuye membrannij ferment adenilatciklaza substratom dlya yakogo ye ATF ATF 5 3 cAMF FFn U ssavciv isnuye yak minimum visim izoform adenilatciklazi bilshist z yakih regulyuyetsya yak G bilkami stimulyuyuchi Gs aktivuyut yih ingibuyuchi Gi prignichuyut tak i kalciyem Rozsheplyuye cAMF ciklichnih nukleotidiv konstitutivno aktivnij ferment 5 3 cAMF AMF FunkciyiCiklichnij adenozinomonofosfat najbilsh vidomij tiyeyu funkciyu u zv yazku z vivchennyam yakoyi jogo i vidkrili tobto yak vnutrishnoklitinnij signal do rozsheplennya glikogenu v pechinci Prote jogo rol v organizmi ssavciv cim ne obmezhuyetsya cAMF neobhidnij dlya realizaciyi diyi bagatoh gidrofilnih gormoniv nejromediatoriv ta inshih pervinnih poserednikiv dlya funkcionuvannya sensornih sistem zokrema nyuhovoyi tosho Poshirenij takozh v inshih eukaroitichnih organizmiv Napriklad ye svidchennya pro te sho v roslin cAMF regulyuye ionni kanali Vidkrivannya u listkah Vicia faba zalezhit vid aktivnosti proteyinkinazi A yaka u svoyu chergu regulyuyetsya cAMF V bagatoh prostih eukariot rol cAMF pov yazana iz vidpoviddyu na goloduvannya Napriklad vin ye signalom rostu v drizhdzhiv u vipadku nayavnosti dostatnoyi kilkosti pozhivi v seredovishi aktivuyut adenilatciklazu vnaslidok chogo utvoryuyetsya cAMF sho stimulyuye klitini do podilu V umovah nestachi yizhi koncentraciya cAMF padaye i klitini drizhdzhiv perehodyat do mejozu i utvorennya spor Amebopodibni organizmi Dictyostelium discoideum za nespriyatlivih umov vidilyayut u seredovishe cAMF sho ye dlya nih dlya signalom dlya agregaciyi i utvorennya plodovogo tila Ciklichnij AMF takozh prisutnij u prokariot yak eubakterij tak i arhej jogo funkciyi riznyatsya prote takozh najchastishe mayut stosunok do vidpovidi na nayavnist chi vidsutnist energetichnih substrativ v seredovishi napriklad v kishkovoyi palichki cAMF sintezuyetsya pri nestachi glyukozi v seredovishi i stimulyuye ekspresiyu fermentiv neobhidnih dlya utilizaciyi inshih organichnih rechovin Reakciyi oposeredkovani proteyinkinazoyu A Stimulyaciya glikogenolizu Kaskad reakcij aktivaciyi glikogenolizu u skeletnih m yazah sho zapuskayetsya adrenalinom Gormon adrenalin vidpovidaye za reakciyu organizmu angl fight or flight chastinoyu yakoyi ye shvidke zbilshennya rivnya glyukozi v krovi vnaslidok rozsheplennya glikogenu klitinami pechinki Takozh adrenalin zapuskaye glikogenoliz u skeletnih m yazah prote u comu vipadku glyukoza ne vidilyayetsya u krov a vikoristovuyetsya dlya otrimannya ATF Na poverhni gepatocitiv i m yazovih volokon adrenalin zv yazuyetsya iz b adrenoreceptorami spryazhenimi iz trimernim Gs bilkom Vnaslidok cogo vidbuvayetsya aktivaciya spochatku receptora a potim i G bilka pislya chogo a subodinicya ostannogo stimulyuye ferment adenilatciklazu Adenilatciklaza katalizuye peretvorennya ATF u cAMF a cej vtorinnij poserednik dali aktivuye proteyinkinazu A PKA tetramernij ferment sho zabezpechuye fosforilyuvannya bilkiv po zalishkah serinu ta treoninu vin skladayetsya iz dvoh katalitichnih C ta dvoh regulyatornih R subodinic Ostanni mayut u svoyemu skladi tak zvanu psevdosusbstratnu poslidovnist aminokislot Arg Arg Gli Ala Ile tobto shozhu do tiyeyi po yakij katalitichni subodinici zdijsnyuyut fosforilyuvannya Arg Arg Gli Ser Ile Psevdosubstratna poslidovnist zakrivaye aktivni centri C subodinic vnaslidok chogo ferment perebuvaye v inkativovanomu stani R subodinici takozh mayut sajti dlya zv yazuvannya cAMF pislya priyednannya ciyeyi molekuli voni zminyuyut svoyu konformaciyu i zvilnyayut aktivni centri vid psevdosubstratu Aktivovani katalitichni subodinici teper mozhut katalizuvati fosforilyuvannya bilka yakij u svoyu chergu priyednuye fosfatnij zalishok do maloaktivnoyi gilkogenfosforilazi b vnaslidok chogo ta peretvoryuyetsya v a formu ta intensivno zdijsnyuye rozsheplennya glikogenu z utvorennyam Vprodovzh majzhe vsogo kaskadu reakcij vidbuvayetsya postijne pidsilennya amplifikaciya signalu Yaksho vvazhati sho bulo aktivovano x receptoriv to kilkist molekul cAMF stanovitime 20x kilkist aktivovanih molekul PKA 10x dlya aktivaciyi potribno 2 cAMF kinazi fosforilazi 100x glikogenfosforilazi 1000x a glyukozi 10 000x Takim chinom prohodit pidsilennya signalu u 10 tis raz i taka nevelika koncentraciya adrenalinu v krovi yak 10 10 mol l mozhe viklikati znachne zrostannya rivnya glyukozi Inshi funkciyi oposeredkovani PKA Ciklichnim AMF yak vtorinnim poserednikom koristuyetsya ne tilki adrenalin a j bagato inshih biologichno aktivnih rechovin Zokrema za jogo poserednictva cherez Gs bilki diyut vazopresin glyukagon horionichnij gonadotropin dofamin cherez D1 receptor kalcitonin kortikotropin lyuteyinizuyuchij gormon noradrenalin cherez tireotropnij folikulstimulyuyuchij Zmenshennya kilkosti cAMF viklikayut acetilholin cherez m holinoreceptori dofamin cherez D2 receptori noradrenalin cherez opioyidni peptidi somatostatin Kozhen iz cih gormoniv maye svij unikalnij vpliv sho vidriznyayetsya u riznih klitin mishenej Proteyinkinaza A mozhe fosforilyuvati veliku kilkist riznih bilkiv sered yakih glikogensintaza gormon chutliva lipaza tirozingidroksilaza giston H1 sercevij fosfolamban ta bagato inshih Fosforilyuvannya transkripcijnih faktoriv Fosforilyuvannya fermentiv viklikaye shvidki vidpovidi sho trivayut vprodovzh sekund taki yak vivilnennya glyukozi v krov prote signalyuvannya za uchasti cAMF mozhe mati i dovgotrivali efekti u vipadku koli cya molekula vplivaye na ekspresiyu geniv Odnimi iz substrativ PKA ye faktori transkripciyi zokrema CREB angl cAMP responce element binging protein U fosforilovanomu stani vin mozhe vzayemodiyati iz koaktivatorami CREBBP angl CREB binding protien ta p300 i u formi dimera priyednuvatis do dev yatinukleotidnoyi palindromnoyi poslidovnisti angl cAMP responce element v dilyanci promotora deyakih geniv ta aktivuvati yih ekspresiyu Priklad takoyi regulyaciyi aktivaciya sintezu mRNK b2 adrenergichnih receptoriv pid vplivom kateholaminiv stimulyaciya sintezu somatostatinu Adapterni bilki Specifichnist vidpovidi klitin riznogo tipu na zbilshennya koncentraciyi cAMF chastkovo zabezpechuyetsya specialnimi adapternimi bilkami angl A kinase adaptor proteins odnim kincem voni kriplyatsya do regulyatornoyi subodinici proteyinkinazi A a inshim do yakogos inshogo substratu mikrotrubochok aktinovih filamentiv ionnih kanaliv bilkiv mitohondrij yadra tosho Takim chinom vidbuvayetsya lokalizaciya signalu Isnuye bagato vidiv AKAP i voni po riznomu ekspresuyutsya v riznih tipah klitin tomu v odnih klitinah cAMF mozhe stimulyuvati fosfoliyuvannya citoskeletnih bilkiv a v inshij bilkiv mitohondrij tosho Okrim togo AKAP chasto spoluchayut PKA iz adenilatciklazoyu abo i fosfodiesterazoyu takim chinom zabezpechuyetsya ne tilki lokalizovanist signalu a i jogo obmezhenist u chasi Signali cAMF ne pov yazani iz PKA Hocha osnovnim efektom cAMF ye aktivaciya proteyinkinazi A vin dekoli mozhe diyati i bez poserednictva cogo fermentu Napriklad u ssavciv isnuyut sho vidkrivayutsya pid vplivom cogo vtorinnogo poserednika Vidkrittya kanaliv suprovodzhuyetsya zahodzhennyam v klitini ioniv Na ta depolyarizaciyeyu membrani otzhe viniknennyam potencialu diyi cAMF u comu vipadku sintezuyetsya adenilatciklazoyu yaku aktivuye a subodinicya Golf bilka Takozh cAMF mozhe vplivati na aktivnist monomernoyi GTF azi sho zadiyana v takih procesah yak aktivaciya trombocitiv proliferaciya ta diferenciaciya klitin ta morfogenez Vpliv cAMF zdijsnyuyetsya cherez faktor obminu guanilovih nukleotidiv Epac angl exchange protein directly activated by cAMP Najbilsh virazhenim vplivom Rap1 ye zbilshennya rivnya klitinnoyi adgeziyi vnaslidok aktivaciyi cAMF i katabolichna represiya kishkovoyi palichki Za umov koli v seredovishi prozhivannya kishkovoyi palichki ye bagato glyukozi vona viddaye perevagu same comu energetichnomu substratu i ne viroblyaye fermentiv dlya utilizaciyi inshih organichnih rechovin ce yavishe nazivayetsya Koli zapasi glyukozi vicherpuyutsya v klitini pochinaye nakopichuvatis cAMF yakij priyednuyetsya do bilka angl catabolite activator protein perevodit jogo v aktivnu formu CAP vzayemodiye iz promotornimi dilyankami bagatoh operoniv zokrema zbilshuye yihnyu sporidnenist do RNK polimerazi i takim chinom stimulyuye sintez bilshe sta geniv neobhidnih dlya katabolizmu Bakterijni toksini sho vplivayut na riven cAMFSignalni sistemi klitini u yakih cAMF ye vtorinnim poserednikom navchilis vikoristovuvati u svoyih cilyah deyaki bakteriyi Napriklad zbudnik holeri Vibrio cholerae produkuye sho zdijsnyuye a subodinici Gs bilka u klitinah kishkivnika Vnaslidok cogo vona vtrachaye zdatnist gidrolizuvati GTF i perehodit u stan permanentnogo zbudzhennya cherez sho u klitinah postijno aktivna adenilatciklaza i vidbuvayetsya sintez velikoyi kilkosti cAMF Pidvishena koncentraciya ostannogo prizvodit do vidilennya u prosvit kishkivnika vodi ta hloridanioniv i yak naslidok viniknennya vazhkoyi formi diareyi sho vidilyayetsya parazitom dihalnih shlyahiv Bordetella pertussis takozh katalizuye ADF ribozilyuvannya ale v comu vipadku a subodinici Gi bilka vnaslidok cogo vin ne mozhe priyednatis do receptora i obminyati GDF na GTF Tomu vtrachaye zdatnist prignichuvati adenilatciklazu sho znovu zh prizvodit do postijnogo zbilshennya koncentraciyi cAMF v klitini V takih umovah klitini dihalnih shlyahiv ushkodzhuyutsya i vinikaye paroksimalnij sudomnij kashel Vimiryuvannya koncentraciyi cAMF za dopomogoyu FRETVikoristannya metodu fluorescentnogo rezonansnogo perenosu energiyi FRET dozvolyaye dosit tochno provoditi vimiryuvannya koncentraciyi cAMF u riznih dilyankah zhivoyi klitini FRET bazuyetsya na yavishi perenosu energiyi vid odnogo fluorescentnogo barvnika donora do inshogo akceptora bez viprominyuvannya vidbuvatis cya yavishe mozhe tilki todi koli donor ta akceptor roztashovani duzhe blizko odne do odnogo na vidstani 1 50 A Dlya vimiryuvannya koncentraciyi cAMF vikoristovuyut klitini v yakih gen C subodinici PKA zlitij iz genom zelenogo fluorescentnogo bilka GFP a gen R subodinici iz genom RFP V inaktivovanomu fermenti BFP donor zbudzhennya pri 380 nm viprominyuvannya pri 460 nm ta GFP akceptor zbudzhennya pri 475 nm viprominyuvannya pri 545 nm znahodyatsya dostatno blizko shob mizh nimi vidbuvsya FRET U dilyankah iz pidvishenim vmistom cAMF tetramernij kompleks disociyuye vnaslidok chogo signal FRET vtrachayetsya i sposterigayetsya intensivnishe viprominyuvannya u dilyanci 460 nm Takim chinom vimiryuvannya spivvidnoshennya viprominyuvannya u 460 nm ta 545 nm ye chutlivim metodom dlya viznachennya koncentraciyi cAMF Na osnovi takih vimiryuvan mozhna pobuduvati zobrazhennya na yakih intensivnistyu zabarvlennya vidpovidaye vidnosnij koncentraciyi cAMF Takozh mozhna sposterigati zminu rivnya vtorinnogo poserednika v chasi DzherelaGomperts BD Kramer IM Tatham PER 2003 Signal Transduction vid 1st Academic Press ISBN 0122896327 Alberts B Johnson A Lewis J Raff M Roberts K Walter P 2007 Molecular Biology of the Cell vid 5th Garland Science ISBN 978 0 8153 4105 5 Kraus G 2003 Biochemistry of Signal Transduction and Regulation vid 3rd Wiley VCH ISBN 3 527 30591 2 Berg JM Tymoczko JL Stryer L 2007 Biochemistry vid 6th W H Freeman and Company ISBN 0 7167 8724 5 Nelson D L Cox M M 2008 Lehninger Principles of Biochemistry 5th Fifth Edition vid 5th W H Freeman ISBN 978 0 7167 7108 1 Gubskij Yu I 2007 Biologichna himiya Kiyiv Vinnicya Nova kniga s 656 ISBN 978 966 382 017 0 Campbell NA Reece JB 2008 vid 8th Benjamin Cammings ISBN 978 0321543257 Arhiv originalu za 3 bereznya 2011 Procitovano 5 kvitnya 2012